流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第三章

流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)第三章1第1頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.壓力的分類（1）流動(dòng)狀態(tài)下的靜壓與總壓

靜壓：垂直作用于與其流動(dòng)方向V相平行的單位表面積上的作用力（也即不引起流線變形或者與流體以同樣速度移動(dòng)所感受的壓力）

總壓：流體從其速度V等熵滯止至零時(shí)所具有的壓力（也稱為滯止壓力或駐點(diǎn)壓力，在沒有任何損失的情況下，流動(dòng)滯止下來的壓力）

動(dòng)壓＝總壓－靜壓靜止流體的壓力：靜水壓力2第2頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)絕對(duì)壓力和大氣壓差絕對(duì)壓力：相對(duì)于真空（壓力為零）流體的壓力大氣壓差：絕對(duì)壓力與大氣壓力之間的差值（表壓,Gaugepressure）

正壓

負(fù)壓(真空度)3第3頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力

靜態(tài)壓力：不變壓力或隨時(shí)間變化緩慢到可以不考慮的壓力定常流動(dòng)（常規(guī)測(cè)量，是實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常要進(jìn)行的測(cè)量項(xiàng)目，在工業(yè)中也有廣泛應(yīng)用）

動(dòng)態(tài)壓力：隨時(shí)間快速變化的壓力（脈動(dòng)壓力），也包括周期性變化的壓力非定常流動(dòng)和湍流

4第4頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月4.壓力計(jì)的類型

液柱式壓力計(jì)：液柱高度差適用范圍：負(fù)壓、低壓或壓差如U形管壓力計(jì)、斜管壓力計(jì)、補(bǔ)償式壓力計(jì)

彈性式壓力計(jì)：彈性元件彈性變形的位移（0.04-0.1in）適用范圍：微壓、低壓和中高壓如彈簧管（Bourdontube）壓力計(jì)、膜式微壓計(jì)

活塞式壓力計(jì)：活塞上所加平衡砝碼的重量適用范圍：高精度壓力測(cè)量，壓力標(biāo)準(zhǔn)儀器，校驗(yàn)其他壓力計(jì)

電氣式壓力計(jì)：電氣壓力傳感器的電信號(hào)適用范圍：動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量，遠(yuǎn)距離測(cè)量5第5頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月彈性式壓力計(jì)簡(jiǎn)介結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：利用彈簧管、波紋管和膜片等元件的彈性力來測(cè)量壓力，通過變形產(chǎn)生的彈性位移來帶動(dòng)指針運(yùn)動(dòng)，指示壓力值。注意事項(xiàng)：①合理選擇量程；②環(huán)境溫度修正；③測(cè)量壓力時(shí)，指針不應(yīng)有跳動(dòng)和停滯現(xiàn)象；④定期進(jìn)行校驗(yàn)。6第6頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月0123456MPa1..5絕對(duì)誤差:如果測(cè)量時(shí)指針對(duì)4MPa相對(duì)誤差:如果測(cè)量時(shí)指針對(duì)0.6MPa相對(duì)誤差:測(cè)量時(shí)應(yīng)該盡量選用量程合適的壓力表。7第7頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.2

液柱式壓力計(jì)1.U形管壓力計(jì)注意事項(xiàng)：（1）讀數(shù)：主要的測(cè)量誤差,±1mm；（2）指示液選擇：水，酒精，水銀；（3）量程選擇。P2

P1

HU形管壓力計(jì)8第8頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月2.單管和多管壓力計(jì)（2）多管壓力計(jì)：多點(diǎn)壓力測(cè)量（靜態(tài)壓力）結(jié)構(gòu)形式：多個(gè)U形單管壓力計(jì)并聯(lián)多個(gè)測(cè)壓管與一個(gè)大容器連通（1）單管壓力計(jì)：讀數(shù)誤差：±0.5mm單管和多管壓力計(jì)（多個(gè)U形管壓力計(jì)并聯(lián)）9第9頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月多個(gè)測(cè)壓管與一個(gè)大容器連通10第10頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.斜管微壓計(jì)１底盤２水準(zhǔn)器３弧形支架４寬廣容器５零位調(diào)節(jié)旋鈕6傾斜測(cè)壓管７定位螺絲８多向閥門９傾角系數(shù)指示

斜管微壓計(jì)外形圖指示液：酒精讀數(shù)誤差：±(0.1~0.4)mm11第11頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月4.補(bǔ)償式微壓計(jì)補(bǔ)償式微壓計(jì)外形圖基本原理：由一個(gè)上下可移動(dòng)的水匣和靜止的水室組成的連通器，在測(cè)壓過程中通過水匣的升降來補(bǔ)償靜止水室中液面的變化組成部分：（1）微調(diào)部分（2）水準(zhǔn)觀測(cè)部分（3）反光鏡部分（4）外殼部分12第12頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月水準(zhǔn)器補(bǔ)償式微壓計(jì)水匣（大容器）水室（小容器）膠皮管水準(zhǔn)針尖長(zhǎng)螺桿刻有200等分的微調(diào)盤，最小刻度0.01mm誤差：±0.01mm13第13頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月§3.3

動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量技術(shù)1.壓力傳感器的一般概念

傳感器：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置

壓力傳感器：壓力信號(hào)

電信號(hào)

壓力傳感器的種類：按工作原理來分

電感式

電容式

電阻式

壓電式

光纖式14第14頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力信號(hào)壓力傳感器電橋電壓信號(hào)放大模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)處理和存儲(chǔ)2.電阻式壓力傳感器（1）電阻式壓力傳感器：將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為傳感器元件電阻值的變化測(cè)量系統(tǒng)框圖15第15頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）工作原理應(yīng)變式壓力傳感器：應(yīng)變電阻效應(yīng)（金屬材料）壓阻式壓力傳感器：壓變效應(yīng)（半導(dǎo)體材料）16第16頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）壓阻式壓力傳感器簡(jiǎn)介電橋線路壓阻式壓力傳感器典型結(jié)構(gòu)17第17頁，課件共18頁，創(chuàng)作于2023年2月3.多點(diǎn)動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量壓